KR100662786B1 - Apparatus for grinding protrusion in color filter layer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이물질에 의해 컬러필터층에 발생하는 불량돌기를 제거하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 컬러필터층의 돌기연마장치는 컬러필터층에 돌기는 발생시키는 이물질의 특성을 검출하는 검출수단과, 상기 검출수단에 의해 검출된 이물질의 특성에 따라 연마정도를 결정한 후 컬러필터층의 돌기를 연마하는 연마수단으로 구성된다.The present invention is to remove the defective projections generated in the color filter layer by the foreign matter, the projection polishing device of the color filter layer according to the present invention is a detection means for detecting the characteristics of the foreign matter to be generated projections on the color filter layer, and the detection means And polishing means for polishing the projections of the color filter layer after determining the degree of polishing in accordance with the characteristics of the foreign matter detected by the.
컬러필터, 이물질, 불량돌기, 특성검출, 연마Color filter, foreign substance, defective projection, property detection, polishing
Description
도 1은 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display element.
도 2는 컬러필터층에 발생한 불량돌기는 나타내는 도면.Fig. 2 is a diagram showing defective projections occurring in the color filter layer.
도 3는 본 발명에 따른 불량돌기 연마장치의 이물질특성 검출기를 나타내는 도면.Figure 3 is a view showing a foreign material characteristic detector of the defective projection polishing apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 불량돌기 연마기를 나타내는 도면.4 is a view showing a bad protrusion polishing machine according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
130 : 기판 134 : 컬러필터층130: substrate 134: color filter layer
138 : 이물질 139 : 불량돌기138: foreign matter 139: defective projection
150 : 이물질특성 검출기 154 : 탐치150: foreign matter detector 154: detect
170 : 연마기 174 : 연마테이프170: grinding machine 174: polishing tape
176 : 지지부176: support
본 발명은 컬러필터층의 돌기 연마장치에 관한 것으로, 특히 액정표시소자와 같은 표시소자의 컬러필터층에 형성되는 불량돌기의 원인이 되는 이물질의 전기적 성분을 검출하여 이물질의 성분에 따라 불량돌기의 연마정도를 달리 함으로써 신속한 연마가 가능하고 표시소자에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 컬러필터층의 돌기 연마장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection polishing apparatus of a color filter layer. In particular, the degree of polishing of defective projections according to the components of the foreign substances is detected by detecting an electrical component of the foreign matter that is the cause of the defective projections formed on the color filter layer of the display device such as a liquid crystal display device. The present invention relates to a projection polishing apparatus of a color filter layer, which can be quickly polished and prevent a defect from occurring in a display element.
근래, 핸드폰(mobile phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.Recently, with the development of various portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers, there is an increasing demand for flat panel display devices for light and thin applications. Such flat panel displays are being actively researched, such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), FED (Field Emission Display), VFD (Vacuum Fluorescent Display), but mass production technology, ease of driving means, Liquid crystal display devices (LCDs) are in the spotlight for reasons of implementation.
액정표시소자는 투과형 표시장치이다. 따라서, 액정패널(panel)의 후면에는 백라이트(back light)가 장착되며, 이 백라이트로부터 발광되는 광이 액정층을 통과하면서 표시장치에 화상이 구현된다. 또한, 액정표시소자는 광의 편광성질을 이용한 표시장치이다. 전계에 의해 액정분자가 동작하게 되고 이 액정분자와 동일한 방향의 편광성분의 광만이 액정패널을 투과하게 된다. 액정표시소자는 액정분자를 구동하는 방식에 따라 몇가지 방식으로 나누어질 수 있지만, 현재에는 반응속도가 빠르고 잔상이 적다는 점에서 주로 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 액정표시소자가 주로 사용되고 있다.The liquid crystal display device is a transmissive display device. Therefore, a back light is mounted on the rear surface of the liquid crystal panel, and the light emitted from the backlight passes through the liquid crystal layer to implement an image on the display device. In addition, the liquid crystal display device is a display device using light polarization properties. The liquid crystal molecules are operated by the electric field, and only the light of the polarization component in the same direction as the liquid crystal molecules is allowed to pass through the liquid crystal panel. The liquid crystal display may be divided into several methods depending on the method of driving the liquid crystal molecules, but nowadays, thin film transistors are mainly used in view of fast reaction speed and low afterimage.
도 1은 종래의 일반적인 박막트랜지서트 액정표시소자의 구조를 나타내는 단 면도이다. 도면에 도시된 구조는 액정표시소자의 한 액정셀(1)만을 나타내는 것으로, 액정표시소자는 이러한 액정셀(1)이 다수개 모여 형성된다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정셀(1)은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 형성된 박막트랜지스터기판과 컬러필터층이 형성된 컬러필터기판으로 이루어지며, 그 사이에 액정을 주입하여 액정층(40)이 형성됨으로써 완성된다.1 is a diagram showing the structure of a conventional thin film transistor liquid crystal display device. The structure shown in the drawing represents only one liquid crystal cell 1 of the liquid crystal display element, and the liquid crystal display element is formed by gathering a plurality of such liquid crystal cells 1. As shown in the figure, the liquid crystal cell 1 is composed of a thin film transistor substrate on which a thin film transistor is formed and a color filter substrate on which a color filter layer is formed, and liquid crystal is injected between the
박막트랜지스터기판은 투명한 유리로 이루어진 제1기판(10) 위에 형성된 게이트전극(13)과, 게이트전극(13)이 형성된 제1기판(10) 전체에 걸쳐 적층된 게이트절연층(11)과, 상기 게이트절연층(11) 위에 형성된 반도체층(15)과, 상기 반도체층(15) 위에 형성된 소스전극(16) 및 드레인전극(17)과, 상기 드레인전극(17)과 전기적으로 접속되어 반도체층(15)이 활성화되는 경우 상기 소스전극(16) 및 드레인전극(17)을 통해 신호가 입력되는 화소전극(20)과, 제1기판(10) 전체에 걸쳐 형성된 보호층(22)으로 구성된다.The thin film transistor substrate includes a
또한, 컬러필터기판은 투명한 제1기판(30) 위에 형성되어 액정셀(1)의 비표시영역(TFT 형성영역, 게이트라인영역, 데이터라인영역)으로 광이 투과되는 것을 방지하는 블랙매트릭스(32)와, 액정셀(1)의 화상표시영역에 형성되어 실제 컬러를 구현하는 컬러필터층(34)과, 상기 제2기판(30) 전체에 걸쳐 형성되어 액정셀(1)에 신호가 인가됨에 따라 화소전극(20)과의 사이에 전압이 인가되어 액정분자를 동작시키는 공통전극(36)으로 구성된다.In addition, the color filter substrate is formed on the transparent
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 TFT기판과 컬러필터기판에는 각각 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있으며, 그 외부에는 백라이트(도면표시하 지 않음)로부터 발광되어 액정층(40)을 투과하는 광을 편광하기 위한 편광판이 각각 부착된다.Although not shown in the drawing, the TFT substrate and the color filter substrate are each coated with an alignment film for aligning the liquid crystal molecules, and outside the light that is emitted from a backlight (not shown) and passes through the
도면에 도시된 바와 같이, 컬러필터층(34)은 블랙매트릭스(32)와 일부 겹치도록 형성되며, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 금속으로 이루어진 공통전극(36)은 상기 컬러필터층(34)과 블랙매트릭스(32) 위에 형성되어 있다.As shown in the drawing, the
도면에는 도시하지 않았지만, 컬러필터층(34)은 통상적으로 R,G,B의 색소를 갖는 화소가 배열되어 있다.Although not shown in the figure, the
컬러필터층(34)은 여러 가지 방법에 의해 제작될 수 있다. 예를 들면, 염색법, 인쇄법, 안료분산법은 이러한 컬러필터층(34)을 제작하기 위해 사용되는 방법들이다. 이러한 컬러필터층(34) 형성방법에서는 R,G,B의 색소를 갖는 층, 즉 R,G,B 컬러필터층을 형성하기 위해 3번의 공정이 필요하게 된다. 즉, R컬러필터층 형성공정을 진행하여 R컬러필터층을 형성한 후 이어서 각각 G컬러필터층 형성공정 및 B컬러필터 형성공정을 진행하는 것이다. 따라서, 이전의 컬러필터층 형성공정중에 이물질이 발생하는 경우 이 이물질이 현재의 공정에 의해 형성되는 컬러필터층에 영향을 미치게 된다. 특히, 염색법과 안료분산법의 경우 포토레지스트를 이용한 사진식각공정에 의해 형성되기 때문에, 3회의 공정을 거치는 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 포토레지스트의 잔류물(38)에 의해 다음 공정의 컬러필터층(34)에 불량돌기(38)가 발생하게 된다.The
이러한 잔류물(이물질)에 의한 불량돌기(38)는 그 위에 배향막(도면표시하지 않음)을 형성하는 경우, 배향막에 돌기를 형성하는 주요한 이유가 된다. 따라서, 배향막을 러빙(rubbing)과 같은 공정에 의해 배향처리하는 경우 돌기로 인한 돌기 주위에 배향불량영역이 발생하게 되는데, 이러한 배향불량영역은 빛샘현상과 같은 액정표시소자 불량의 원인이 된다.The defective projections 38 caused by these residues (foreign materials) are a major reason for forming projections on the alignment film when the alignment film (not shown) is formed thereon. Therefore, when the alignment layer is oriented by a process such as rubbing, an alignment misalignment region is generated around the protrusion due to the protrusion, which causes a liquid crystal display element defect such as light leakage phenomenon.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 컬러필터층에 돌기를 형성하는 이물질의 특성을 검출할 수 있는 컬러필터층의 돌기특성 검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a projection characteristic detection device of a color filter layer capable of detecting the characteristic of foreign matter forming projections on the color filter layer.
본 발명의 다른 목적은 상기 특성검출장치를 이용하여 이물질의 특성에 따라 연마정도를 결정함으로써 신속하고 완전한 돌기의 연마가 가능한 컬러필처층의 돌기연마장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a projection polishing device of a color capture layer, which enables the rapid and complete polishing of projections by determining the degree of polishing depending on the characteristics of the foreign matter using the property detection apparatus.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 돌기특성 검출장치는 본체와, 상기 본체 하부에 설치되어 컬러필터층의 이물질과 접촉하는 탐침으로 구성되며, 상기 탐침에는 전압이 인가되어 상기 이물질을 통해 흐르는 전류를 감지함으로써 이물질의 특성을 검출하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the projection characteristic detection apparatus according to the present invention comprises a main body and a probe installed in the lower portion of the main body and in contact with the foreign matter of the color filter layer, the voltage is applied to the probe flows through the foreign matter It is characterized by detecting the characteristics of the foreign matter by sensing the current.
또한, 본 발명에 따른 컬러필터층의 돌기연마장치는 컬러필터층에 돌기는 발생시키는 이물질의 특성을 검출하는 검출수단과, 상기 검출수단에 의해 검출된 이물질의 특성에 따라 연마정도를 결정한 후 컬러필터층의 돌기를 연마하는 연마수단으로 구성된다.In addition, the projection polishing device of the color filter layer according to the present invention is a detection means for detecting the characteristics of the foreign matter to generate a projection on the color filter layer, and after determining the degree of polishing according to the characteristics of the foreign matter detected by the detection means of the color filter layer It consists of grinding means for grinding the projections.
상기 검출수단은 본체와 상기 본체 하부에 설치되어 컬러필터층의 이물질과 접촉함에 따라 그 전기적 특성을 검출하는 탐침으로 이루어지며, 상기 연마수단은 돌기와 접촉하여 상기 돌기를 연마하는 연마테이프와 상기 연마테이프를 돌기와 접촉시키는 지지부로 이루어진다.The detecting means may include a main body and a probe installed under the main body to detect electrical characteristics of the color filter layer in contact with the foreign matter. The polishing means may include a polishing tape and a polishing tape for polishing the protrusions in contact with the protrusions. It consists of a support in contact with the projection.
이때, 상기 연마테이프는 테플론 및 산화알루미늄으로 제작되며, 연마테이프의 거칠기, 연마테이프의 진행속도 및 연마테이프와 돌기의 접촉압력에 의해 돌기의 연마정도가 결정된다.At this time, the polishing tape is made of Teflon and aluminum oxide, the polishing degree of the projection is determined by the roughness of the polishing tape, the traveling speed of the polishing tape and the contact pressure of the polishing tape and the projection.
본 발명에서는 컬러필터층에 생성되는 불량돌기를 제거하여 액정표시소자에 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 돌기연마장치를 제공한다. 일반적으로, 컬러필터층에 형성되는 불량돌기는 공정중에 발생하는 이물질에 의해서만 형성되는 것이 아니라, 공정중 외부로부터 침투하는 이물질에 의해서도 발생한다. 따라서, 이물질에는 포토레지스트와 같은 유기성 이물질 뿐만 공정중 액정표시소자 제조장비에서 발생하여 컬러필터층으로 침투하는 금속성 이물질도 포함하게 된다.The present invention provides a projection polishing device that can prevent the occurrence of defects in the liquid crystal display by removing the defects generated in the color filter layer. In general, the defective projection formed on the color filter layer is not only formed by foreign matters generated during the process, but also by foreign matters penetrating from the outside during the process. Therefore, the foreign matters include not only organic foreign matters such as photoresist but also metallic foreign matters generated in the liquid crystal display device manufacturing equipment during the process and penetrated into the color filter layer.
이물질에 의한 불량돌기를 제거하기 위해서는 연마기로 상기 불량돌기를 연마해야만 한다. 연마는 단지 돌출된 컬러필터층에만 실시되는 것이 아니고, 불량돌기의 원인이 되는 이물질에도 실행되어야만 한다. 그런데, 유기성 이물질과 금속성 이물질은 그 강도가 다르기 때문에, 동일한 정도로 연마를 실행하면(예를 들어, 유기성 이물질에 의한 불량돌기의 연마정도로 연마를 실행하면) 금속성 이물질은 연마되지 않고 그대로 남아 있게 된다.In order to remove the defective projections caused by foreign matter, the defective projections must be polished with a polishing machine. Polishing is not only performed on the protruding color filter layer, but also on foreign matters that cause defect projections. However, since the organic foreign matter and the metallic foreign matter have different strengths, when the polishing is performed to the same degree (for example, the polishing is performed at the degree of polishing of the defective projections caused by the organic foreign matter), the metallic foreign matter remains unpolished.
본 발명에서는 불량돌기를 야기하는 이물질의 전기적 특성을 검사하여 이물질이 유기성 이물질인지 금속성 이물질인지를 판단한 후, 이 판단에 따라 연마기의 연마정도를 달리하여 불량돌기를 연마하므로 신속한 연마가 가능하게 되고 미연마된 불량돌기에 의한 표시소자의 불량을 방지할 수 있게 되는 것이다.In the present invention, by examining the electrical properties of the foreign matter causing the defective projections to determine whether the foreign matter is an organic foreign matter or metallic foreign matter, according to this determination to polish the defective projections by varying the degree of polishing of the polishing machine can be quickly polished It is possible to prevent the defect of the display element caused by the polished defect protrusion.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 컬러필터층의 불량돌기 연마장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the defective projection polishing apparatus of the color filter layer according to the present invention.
우선, 도 3a는 불량돌기의 이물질 특성 검출기(150)를 이용하여 컬러필터층의 이물질의 전기적 특성을 검출하는 것을 나타내는 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 특성검출기(150)는 본체(152)와 본체(152) 하부면에 설치된 탐침(154)으로 구성된다. 탐침(154)은 도전물질로 이루어진 전극으로서, 3b에 도시된 바와 같이 양극과 음극이 교대로 배열되어 있다. 상기와 같은 검출기(150)를 불량돌기(139)가 형성된 영역에서 컬러필터층(134)의 일정 깊이(즉, 이물질이 존재하는 영역)까지 삽입하여 이물질(138)이 상기 탐침(154)과 접촉한 상태에서 상기 탐침(154)에 전압을 인가하면, 유기성의 이물질(138)의 경우 상기 이물질(138)을 통해 전류가 흐르지 않기 때문에 전류가 검출되지 않는다. 반면에, 금속성 이물질(138)의 경우 상기 이물질(138)을 통해 전류가 흐르기 때문에 전류가 검출된다.First, FIG. 3A is a diagram illustrating detecting electrical characteristics of a foreign substance of the color filter layer using the foreign
이와 같이 특성검출기(150)는 컬러필터층(134)의 불량돌기(139)의 특성을 검출하며, 이 검출된 특성에 기초하여 컬러필터층(134)의 불량돌기를 연마기로 연마하는 것이다.As described above, the
도 4에 본 발명에 따른 불량돌기 연마기(170)가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 불량돌기 연마기(170)는 복수의 롤(171,172)과, 상기 롤(171,172)에 의해 팽팽하게 유지되어 컬러필터층(134)의 불량돌기(139)와 접촉하고 상기 롤(171,172)이 회전함에 따라 진행되어 상기 불량돌기(139)를 연마하는 연마테이프(174)와, 상기 연마테이프(174)를 컬러필터층(134)의 불량돌기(139)와 접촉시키는 지지부(176)로 구성된다. 연마테이프(174)는 불량돌기(139)를 제거할 수만 있다면 어떠한 재질로도 제작할 수 있지만, 본 발명에서는 주로 불소수지(즉, 테플론)에 산화알루미늄을 첨가하여 제작된 연마테이프(174)를 사용한다.4 shows a defective
상기와 같은 구성이 불량돌기 연마기(174)에 있어서, 컬러필터층(134)에 불량돌기(139)가 발생하는 경우, 지지부(176)가 하강하여 연마테이프(174)를 불량돌기(139)와 접촉시키며, 이 상태에서 상기 롤(171,172)의 회전에 의해 연마테이프(174)가 진행하면 상기 연마테이프(174)와 불량돌기(139)의 마찰에 의해 상기 불량돌기(139)가 연마되어 제거된다.In the defective
이때, 불량돌기(139)의 연마정도는 연마테이프(174)의 거칠기, 연마테이프(174)의 진행속도, 지지부(176)에 의한 연마테이프(174)와 불량돌기(139)의 접촉 압력에 의해 결정된다.In this case, the degree of polishing of the
상기 불량돌기(139)를 제거하기 위해서는 단지 이물질(138)에 의해 형성된 컬러필터층(134)의 돌기(139)만을 제거해서는 안되며, 이물질(138)도 연마해야만 한다. 본 발명에서는 특성 검출기(150)에 의해 컬러필터층(134)의 불량돌기(139)를 야기하는 이물질(138)의 특성을 검출하여, 상기 이물질(138)이 유기성인지 금속성인지를 판별한 후 연마기(170)를 사용하여 불량돌기(139)를 연마하는 것이다.In order to remove the
즉, 이물질(138)이 금속성으로 검출되는 경우, 유기성 이물질에 의한 불량돌 기(139)의 연마시 보다 거칠기가 높은 연마테이프(174)를 사용하거나 연마테이프(174)의 진행 속도를 증가시키거나 혹은 연마테이프(174)의 불량돌기(139)의 접촉 압력을 상승시켜 연마를 실행함으로써 불량돌기(139)를 신속하고 완전하게 제거할 수 있게 된다.That is, when the
한편, 특성검출기(150)에 의해 검출된 이물질(138)의 전기적 특성은 작업자에게 통보되고 작업자가 이를 기초로 연마기(170)의 연마모드(즉, 유기성 불량돌기의 연마모드 및 금속 불량돌기의 연마모드)를 수동으로 선택할 수도 있지만 검출된 전기적 특성이 연마기(170)로 전달되어 연마기(170)에서 자동으로 연마모드를 선택할 수도 있을 것이다.On the other hand, the electrical characteristics of the
상기와 같은 컬러필터층의 불량돌기 연마장치는 컬러필터층이 형성되는 다양한 종류의 표시소자에 모두 적용될 수 있을 것이다.The defective projection polishing device of the color filter layer may be applied to all kinds of display elements in which the color filter layer is formed.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 컬러필터층의 불량돌기를 발생시키는 이물질의 종류를 검출하여 그 종류에 따라 불량돌기를 연마하기 때문에 신속한 불량돌기의 제거가 가능하고 불완전한 불량돌기의 연마에 의한 액정표시소자의 불량을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, since the type of the foreign matter causing the defective projection of the color filter layer is detected and the defective projection is polished according to the type, the defective projection can be removed quickly and the liquid crystal display device by the polishing of the incomplete defective projection is possible. It is possible to prevent the failure of.
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KR1020040050820A KR100662786B1 (en) | 2004-06-30 | 2004-06-30 | Apparatus for grinding protrusion in color filter layer |
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